CN104932596A - 一种用于调整充电装置的输出端电压的补偿电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于调整充电装置的输出端电压的补偿电路，该充电装置的输出端通过电力线连接至负载并通过串联的第一电阻和第二电阻接地，并且该充电装置还包括一DC-DC转换器，该补偿电路包括：一连接至DC-DC转换器的电压采样模块，其设置为采样并输出电压信号；一连接至电压采样模块的运算放大器，其设置为接收并缓存电压信号；以及一连接在运算放大器与第一电阻和第二电阻的连接点之间的电压转电流模块，其设置为根据电压信号生成相应的补偿电流，其中，该补偿电流的方向为自第一电阻和第二电阻的连接点流向地。本发明可以根据负载电流的变化对充电装置的输出端电压进行补偿。

Description

一种用于调整充电装置的输出端电压的补偿电路
技术领域
本发明属于电子技术领域，尤其涉及一种用于调整充电装置的输出端电压的补偿电路。
背景技术
在使用充电装置时,充电装置可能需要通过很长的电力线连接到负载。当负载越来越大时，传输至负载的电压会相对于充电装置的输出电压产生压降。因此，需要对充电装置的输出电压进行补偿，使其连接至不同负载时，负载端的电压能够尽可能接近输出电压。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于调整充电装置的输出端电压的补偿电路，以根据负载电流的变化对充电装置的输出端电压进行补偿。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于调整充电装置的输出端电压的补偿电路，其中，该充电装置的输出端通过电力线连接至负载并通过串联的第一电阻和第二电阻接地，并且该充电装置还包括一DC-DC转换器，其一方面设置为保持第一电阻和第二电阻的连接点处的电压恒定，另一方面设置为检测负载电流并将该负载电流转换生成相应的电压信号，该补偿电路包括：
一连接至所述DC-DC转换器的电压采样模块，其设置为采样并输出所述电压信号；
一连接至所述电压采样模块的运算放大器，其设置为接收并缓存所述电压信号；以及
一连接在所述运算放大器与所述第一电阻和第二电阻的连接点之间的电压转电流模块，其设置为根据所述电压信号生成相应的补偿电流，其中，该补偿电流的方向为自所述第一电阻和第二电阻的连接点流向地。
进一步地，所述电压采样模块包括：
一第一晶体管，其栅极设置为接收一***使能信号，漏极连接至所述DC-DC转换器以接收所述电压信号；
一第三电阻，其一端连接至所述第一晶体管的源极，另一端连接至所述运算放大器的同相输入端；以及
一电容，其一端连接在所述第三电阻与所述运算放大器的同相输入端之间，另一端接地。
进一步地，所述电压转电流模块包括：
一第二晶体管，其栅极连接至所述运算放大器的输出端，源极连接至所述运算放大器的反相输入端；
一第四电阻，其一端连接在所述第二晶体管的源极与所述运算放大器的反相输入端之间，另一端接地；
一补偿启动单元，其设置为产生一门槛电流；以及
一电流镜单元，其基准端连接至所述补偿启动单元和所述第二晶体管的漏极，输出端连接至所述第一电阻和第二电阻的连接点。
优选地，所述电流镜单元包括串联在所述第二晶体管的漏极与所述第一电阻和第二电阻的连接点之间的第一电流镜和第二电流镜，其中，所述第一电流镜由两个共栅的P形MOS管构成，第二电流镜由两个共栅的N形MOS管构成。
综上所述，本发明的补偿电路可以采集负载电流并根据该负载电流输出相应的补偿电流，当负载电流越大时，补偿电流越大，则充电装置电压输出端的电压便会越大，从而实现对负载电压的补偿。
附图说明
图1为本发明的电压补偿电路实现的原理示意图；
图2为本发明的电压补偿电路的电路图。
具体实施方式
为使进一步深入了解本发明的技术手段与特征，谨配合附图再予举例进一步具体说明于后：
如图1所示，在充电装置中，其电压输出端通过串联的第一、第二电阻R1、R2接地，同时通过较长的电力线连接至负载以向负载供电。应该理解，当负载电流Iload越大时，电力线消耗电压越大，则负载端相对于电压输出端电压Vout的压降就越大。在此情况下，为了对负载端电压进行补偿，可采用如下技术方案：首先保持R1、R2之间的连接点O处的电压恒定(通过DC-DC转换器即可实现)，然后在点O与地之间提供一额外的可随负载电流Iload变化的补偿电流Icomp(相当于在R2两端并联一个相应的电阻)，从而使流过R1的电流相应地增大，电压输出端电压Vout相应地升高，以实现对负载电压的补偿。
为了提供前述的随负载电流Iload变化的补偿电流Icomp，本发明设计了一种补偿电路，如图2所示，该补偿电路包括依次串联的一电压采样模块、一运算放大器A及一电压转电流模块。
下面分别对各个模块进行详细介绍：
电压采样模块10包括一第一晶体管MN1、一第三电阻R3和一电容C1。其中，第一晶体管MN1的栅极连接至一使能端以用于接收一使能信号，源极通过第三电阻R3连接至运算放大器A的同相输入端，漏极连接至一DC-DC转换器(未示出)，该DC-DC转换器在此用于检测负载电流Iload并将该负载电流Iload转换成相应的电压Vsamp；电容C1的一端连接在R3与运算放大器A的同相输入端之间，另一端接地。应该理解，通过调节使能信号的取样频率和R1、C1的大小可以调节V1跟随Vsamp的速度。
电压转电流模块包括一第二晶体管MN2、一补偿启动单元、一第四电阻R4以及一电流镜单元。其中，该第二晶体管MN2的栅极连接至运算放大器A的输出端，源极连接至运算放大器A的反相输入端并通过第四电阻R4接地，漏极连接至电流镜单元。运算放大器A在此主要作为缓冲器以起到隔离的作用，用于防止后续电路对电压Vsamp造成不利影响。当V2大于MN2的门槛电压vth(MN2)时，MN2导通，流过MN2的电流值为(V2-vth(MN2))/R2。
补偿启动单元同样连接至电流镜单元，其在此用于产生一门槛电流信号，应该理解，MN2漏极的电流必须大于该门槛电流时电流镜单元才输出补偿电流Icomp。
在本实施例中，电流镜单元包括由两个共栅的P形MOS管MP1、MP2构成的第一电流镜、以及由两个共栅的N形MOS管MN3、MN4构成的第二电流镜。其中，第一电流镜的基准端与第二晶体管MN2的漏极和补偿启动电路相连，其输出端与第二电流镜的基准端相连，第二电流镜的输出端连接至R1、R2之间，其输出端的电流即为补偿电流Icomp。
应该理解，当负载电流Iload越大时，电压采样模块10采样的电压越高，则第二晶体管MN2的栅极电压越高，流过MPB1的电流越大，在电流镜模块的作用下，输出的补偿电流Icomp越大，进而使充电装置的电压输出端的电压Vout越高，从而实现对负载端电压的补偿。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所做的简单的、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (4)

1.一种用于调整充电装置的输出端电压的补偿电路，其中，该充电装置的输出端通过电力线连接至负载并通过串联的第一电阻和第二电阻接地，并且该充电装置还包括一DC-DC转换器，其一方面设置为保持第一电阻和第二电阻的连接点处的电压恒定，另一方面设置为检测负载电流并将该负载电流转换生成相应的电压信号，其特征在于，该补偿电路包括：
一连接至所述DC-DC转换器的电压采样模块，其设置为采样并输出所述电压信号；
一连接至所述电压采样模块的运算放大器，其设置为接收并缓存所述电压信号；以及
一连接在所述运算放大器与所述第一电阻和第二电阻的连接点之间的电压转电流模块，其设置为根据所述电压信号生成相应的补偿电流，其中，该补偿电流的方向为自所述第一电阻和第二电阻的连接点流向地。
2.根据权利要求1所述的用于调整充电装置的输出端电压的补偿电路，其特征在于，所述电压采样模块包括：
一第一晶体管，其栅极设置为接收一***使能信号，漏极连接至所述DC-DC转换器以接收所述电压信号；
一第三电阻，其一端连接至所述第一晶体管的源极，另一端连接至所述运算放大器的同相输入端；以及
一电容，其一端连接在所述第三电阻与所述运算放大器的同相输入端之间，另一端接地。
3.根据权利要求1所述的用于调整充电装置的输出端电压的补偿电路，其特征在于，所述电压转电流模块包括：
一第二晶体管，其栅极连接至所述运算放大器的输出端，源极连接至所述运算放大器的反相输入端；
一第四电阻，其一端连接在所述第二晶体管的源极与所述运算放大器的反相输入端之间，另一端接地；
一补偿启动单元，其设置为产生一门槛电流；以及
一电流镜单元，其基准端连接至所述补偿启动单元和所述第二晶体管的漏极，输出端连接至所述第一电阻和第二电阻的连接点。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于调整充电装置的输出端电压的补偿电路，其特征在于，所述电流镜单元包括串联在所述第二晶体管的漏极与所述第一电阻和第二电阻的连接点之间的第一电流镜和第二电流镜，其中，所述第一电流镜由两个共栅的P形MOS管构成，第二电流镜由两个共栅的N形MOS管构成。
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